PENGARUH KEBISINGAN TERHADAP KUANTITAS DAN KUALITAS SPERMATOZOA TIKUS PUTIH (Rattus norvegicus) JANTAN DEWASA

Transkripsi

1 Pengaruh Kebisingan Terhadap Kuantitas dan Kualitas... (Erris, Irma Harahap) PENGARUH KEBISINGAN TERHADAP KUANTITAS DAN KUALITAS SPERMATOZOA TIKUS PUTIH (Rattus norvegicus) JANTAN DEWASA THE EFFECT OF NOISE TO QUANTITY AND QUALITY OF SPERMATOZOON OF ADULT MALE WHITE MOUSE (Rattus norvegicus) Erris *, Irma Harahap Staf Pengajar Jurusan Kesehatan Lingkungan Politeknik Kesehatan Jambi Staf Pengajar Akademi Keperawatan Jambi *Korespondensi penulis: Submitted : ; Revised : ; Accepted : Abstrak Salah satu penyebab menurunnya kuantitas dan kualitas spermatozoa adalah stres. Bising sebagai bentuk stres fisik dan psikologis mengaktifkan respon sentral dan perifer sistem endokrin. Aktivasi sistem endokrin sumbu Hipotalamus-Hipofisis-Adrenal melibatkan neurohormon corticotropin releasing hormon (CRH), CRH menuju gonadotrophin releasing hormon (GnRH) dan mengganggu aktivitas kelenjar adenohipofise untuk menghasilkan folicle stimulating hormon (FSH) dan luteinizing hormon (LH), LH dan FSH yang menurun secara umum mengganggu proses spermatogenesis dan khususnya terhadap kuantitas dan kualitas spermatozoa. Penelitian ini adalah eksperimental dengan post test control group design. Variabel yang diperiksa meliputi jumlah, motilitas dan morfologi spermatozoa. Penelitian ini menggunakan 4 ekor tikus putih jantan dewasa (Rattus norvegicus), yang terdiri dari 3 kelompok perlakuan dan kelompok kontrol, perlakuan berdasarkan perbedaan intensitas bising yaitu 65, 85 dan 05 db yang diberikan setiap 8 jam/hari selama 48 hari (satu tahap spermatogenesis tikus). Hasil penelitian dianalisis dengan uji ANOVA. Hasil penelitian menunjukkan ada perbedaan yang bermakna (p<0.05) terhadap kuantitas dan kualitas spermatozoa tikus putih jantan dewasa (Rattus norvegicus) meliputi jumlah, persentase motil dan morfologi spermatozoa. Kesimpulan dalam penelitian ini adalah terlihat kebisingan dengan intensitas db dapat menurunkan kuantitas dan kualitas spermatozoa. Disarankan untuk penelitian lebih lanjut agar dilihat juga pengaruh kebisingan dengan melakukan pemeriksan histologi pada sel leydig, sel sertoli dan pemeriksaan kadar hormon testosteron. Kata kunci : kualitas, kuantitas, spermatozoon, tikus putih, kebisingan. Abstract One of causes in decreasing quantity and quality of spermatozoon is stress. Noise as the physical and pshycological stress is activating the central response and periphery endocrinal system. Activating the endocrinal system which is axis of Hypothalamus-Pituitary-Adrenal involve neurohormone, corticotropin releasing hormon (CRH). CRH through gonadotrophin releasing hormon (GnRH) and infere with activity of adenohypophyse to produce folicle stimulating hormon (FSH) and luteinizing hormon (LH). LH and FSH decreased commonly disrupt the process of spermatogenesis and especially to the quantity and quality of spermatozoon. This study is experiment with post test control group design. The variable examined include number, motility and morphology. It also use 4 adult white male mice (Rattus norvegicus), denaid in to three groups of treatment and group of control. The treatment group is based to the difference of intensity of 65, 85 and 05 db is being given 8 hours per day for 48 days (one stage of mouse spermatogenesis). The result is analyzed by ANOVA test and further by Post-Hoc-Test (Bonferroni). The result show the significant differences (p<0,05) to quantity and quality of spermatozoon of adult white male mouse (Rattus norvegicus). This study showed that the noise by intensity of db can descrease quantity and quality of spermatozoon. Keywords : quality, quantity, spermatozoon, adult male white mouse, noise. Pendahuluan Penyebab utama kesuburan pria adalah kuantitas dan kualitas spermatozoa, yang meliputi jumlah, motilitas dan morfologi spermatozoa. Salah satu faktor penyebab penurunan kuantitas dan kualitas spermatozoa adalah stres. 3

2 Media Litbangkes, Vol. 4 No. 3, September 04, 3-8 Penelitian membuktikan bahwa ada hubungan antara stres psikologis dengan kuantitas dan kualitas spermatozoa. Stres psikologis pada tikus menimbulkan hambatan proses pada tingkat hipotalamus dan menyebabkan gangguan hormonal, sehingga mengakibatkan kegagalan sel leydig mensekresi hormon testosteron. Faktor stres lain yang mempengaruhi kuantitas dan kualitas spermatozoa adalah pekerjaan yang terpapar bising. Penelitian kasus kontrol tentang masalah kesuburan pada pekerja terpapar bising di Denmark menunjukkan stres akibat bising merupakan salah satu faktor yang berhubungan dengan kesuburan pria dan wanita, dimana hal ini disebabkan oleh peningkatan hormonal. Pekerja yang terpapar bising di bidang industri dan konstruksi memiliki faktor risiko terhadap gangguan kesuburan pria. 3 Stres bising merupakan bentuk stres fisik dan psikologis yang dapat mengaktifkan respon sentral dan perifer pada sistem endokrin dan syaraf otonom sebagai bentuk adaptasi, sehingga terjadi pengeluaran corticotropin releasing hormon (CRH) yang secara sentral, berupa aktifasi sistem endokrin pada sumbu Hipotalamus-Hipofisis- Adrenal (HHA) yang menimbulkan peningkatan sekresi adenocorticotropin hormone (ACTH) dan kortisol. Akibat bising terjadi perpanjangan pengeluaran corticotropin releasing hormon (CRH) sehingga kadar corticotropin releasing hormon (CRH) meningkat, amplitudo dan denyut pengeluaran CRH meningkat melalui pengaktifan secara langsung pada nukleus praventrikuler dan secara tidak langsung pada area preoptik media. Rangsangan neuron CRH pada nukleus praventrikuler hipotalamus mengurangi pengambilan sel gonadotrophin releasing hormon (GnRH), sehingga menurunkan frekuensi pulsatil sekresi GnRH. 4 Peningkatan CRH menimbulkan penurunan GnRH dan produksi follicle stimulating hormon (FSH), luteinizing hormon (LH) oleh hipofisis. Hormon FSH bekerja pada sel germinal yang berfungsi untuk memulai proliferasi dan differensiasi serta meningkatkan sensitifitas sel leydig terhadap LH dalam memproduksi testosteron. Karena LH, FSH dan testosteron bekerja sinergis dalam proses spermatogenesis, sehingga jika terjadi penurunan LH, FSH dan testosteron akan mengganggu proses spermatogenesis dan mempengaruhi kualitas spermatozoa. 5 Penelitian pada tikus putih (Rattus norvegicus) melaporkan bising dengan intensitas yang bervariasi dapat merugikan organ tubuh, bising intensitas 05-0 db selama dua minggu mengakibatkan peningkatan kadar serum glutamate oxaloacetat transaminase (SGOT), serum glutamate pyruvate transaminase (SGPT), peningkatan kolesterol dan penurunan trigliserida. 6 Bising intensitas 00 db selama hari secara terus menerus mengakibatkan kerusakan ultra struktur dan intergritas deoxy nucleic acid (DNA) ditandai dengan pembengkakan mitokondria dan lisis matriks miokardium. 7 Bising intensitas 95 db mengakibatkan peningkatan sekresi katekolomin melalui urin, asam lemak bebas plasma, berat jenis adrenal dan gangguan pertumbuhan. Bising dengan intensitas 0-4 db terjadi peningkatan produksi adenocorticotropin hormone (ACTH) dan perubahan sekresi hipotalamus. 8 Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh bising dengan intensitas 65 db, 85dB dan 05 setiap hari selama 48 hari terhadap kuantitas, kualitas dan morfologi spermatozoa tikus putih jantan dewasa (Rattus norvegicus). Metode Penelitian ini merupakan penelitian eksperimental, menggunakan hewan coba dengan disain post test control group design. Sampel adalah tikus putih jantan dewasa (Rattus norvegicus) berumur -3 bulan dengan berat badan gr. Tikus dibagi dalam empat kelompok ( kelompok kontrol dan 3 kelompok perlakuan), dan tiap-tiap kelompok terdiri atas 6 ekor tikus. Penentuan jumlah sampel didasarkan atas rumus Abo crombi dalam : (t-) (n-) 5. Dimana t = Jumlah kelompok. n = jumlah hewan coba tiap kelompok yaitu : (4-) (n-) 5. 3n 5+3 ; 3n 8/3 = 6 ; n 6. 9 Dengan mempertimbangkan drop out sebesar 0-0 %, maka didapatkan jumlah seluruh sampel sebanyak 8 ekor, dimana dari 8 ekor tikus terdapat 4 ekor sebagai pertimbangan drop out nya, yaitu apabila terjadi sesuatu misalnya kematian pada sampel terutama saat proses adaptasi dan perlakuan. Pemeriksaan dilakukan di Laboratorium Farmasi Universitas Andalas Padang pada Tahun 00. Sedangkan prosedur kerja dan teknik pengambilan data yang dilakukan meliputi: 4

3 Pengaruh Kebisingan Terhadap Kuantitas dan Kualitas... (Erris, Irma Harahap). Tahap persiapan: a. Tikus putih jantan dewasa yang memenuhi kriteria (baik umur maupun berat badan) disiapkan sebanyak 8 ekor (4 ekor sebagai sampel dan 4 ekor sebagai bahan pertimbangan drop out). b. Melakukan adaptasi lingkungan selama minggu untuk penyesuaian terhadap lingkungan dengan diberi makan yaitu pakan dan minum tikus biasa. c. Pengelompokan tikus (3 kelompok perlakuan dan kontrol dimana masingmasing terdiri dari 6 ekor tikus).. Tahap pelaksanaan : a. Memberikan perlakuan bising dengan cara memasukkan masing-masing kelompok perlakuan kedalam kamar atau ruang kedap suara yang telah dimodifikasi, dimana masing-masing kamar atau ruang berukuran,5x m yang dirancang khusus dan terbuat dari bahan kedap suara serta mengalirkan sumber bising dengan menggunakan sound system dengan intensitas bising masing-masing 65 db, 85 db dan 05 db setiap 8 jam/hari selama 48 hari (selama satu tahap spermatogenesis tikus). b. Perlakuan diberikan sama untuk tiap kelompok, dimana masing-masing kelompok setiap harinya diberi perlakuan bising mulai jam Wib c. Setelah hari ke-48 tikus disiapkan untuk dilakukan pematahan batang otak, kemudian dilaparatomi dan selanjutnya dilakukan pemotongan terhadap vas deferens masing-masing sepanjang cm. d. Selanjutnya dilakukan pengambilan spermatozoa vas deferens dengan cara memijat vas deferens yang telah dipotong dan kemudian ditampung dengan menggunakan gelas arloji yang berisi larutan NaCl 0,9%. e. Menghitung Jumlah Spermatozoa Sperma yang telah diaduk homogen dihisap dengan pipet eritrosit sebanyak 0,5 ml, selanjutnya ditambahkan larutan George 0,5 ml, setelah diaduk rata, selanjutnya diteteskan diatas kotak kamar hitung improved newbauer, kemudian dilihat dibawah mikroskop dan dihitung menggunakan stopwatch jumlah spermatozoa pada 3 kotak besar yang terdapat pada improved neubauer. Selanjutnya teteskan sperma yang dicampur larutan fisiologis (NaCl 0,9%), kemudian dihitung jumlah spermatozoa yang mati, setelah kedua hasil didapat maka dihitung jumlah spermatozoa yang mati oleh larutan Goerge dikurang jumlah spermatozoa yang mati oleh larutan NaCl, setelah didapat hasilnya maka didapat jumlah motil spermatozoa, setelah itu dikalikan dengan juta yang biasa digunakan untuk satuan jumlah spermatozoa yaitu juta/ml. Dengan kriteria sebagai berikut : - Normal : jika jumlah spermatozoa 0 juta /ml - Suspect : jika jumlah spermatozoa 0-0 juta/ml - Abnormal : jika jumlah spermatozoa < 0 juta/ml f. Pemeriksaan Motilitas Spermatozoa (Persentase Motil) Pemeriksaan dapat dilakukan sejalan dengan pemeriksaan jumlah total spermatozoa. Adapun motilitas spermatozoa yang diperiksa dalam penelitian ini adalah persentase motil spermatozoa. Setelah didapat jumlah speramtozoa motil (bergerak) dalam mencari jumlah total diatas, kemudian dibagi dengan jumlah yang mati oleh larutan Goerge. Selanjutnya hasilnya dikalikan 00 (%). - Normal : Motilitas baik 50% - Suspect : Motilitas baik 40-50% - Abnormal : Motilitas baik < 40 % g. Pemeriksaan Morfologi Spermatozoa Dilakukan dengan cara membuat preparat apusan sperma dengan pewarnaan menggunakan larutan Giemsa kira-kira 5 menit, setelah apusan tersebut kering kemudian dilihat dibawah mikroskop, selanjutnya lihat perlapangan pandang bentuk normal dari pengambilan per 00 spermatozoa secara acak. Selanjutnya dari 00 spermatozoa tersebut dihitung jumlah yang mempunyai morfologi normal, selanjutnya dikali 00 (%). Pemeriksaan morfologi mencakup kelengkapan bagian kepala dan ekor spermatozoa. Kriteria - Normal : Morfologi normal 50% - Suspect : Morfologi normal 40-50% - Abnormal : Morfologi normal < 40 % 5

4 Media Litbangkes, Vol. 4 No. 3, September 04, 3-8 Hasil Tabel. Jumlah Spermatozoa Setelah Perlakuan Bising Pengulangan Jumlah Spermatozoa (Juta/ml) Perlakuan Bising I (65 db) II (85 db) III (05 db) Jumlah Rerata 5,7 43,33 33,7, Tabel. Persentase Motil Spermatozoa Setelah Perlakuan Bising Pengulangan Persentase Motil Spermatozoa (%) Kelompok Perlakuan Bising I (65 db) II (85 db) III (05 db) Jumlah Rerata 53 45,83 3,67 9, Tabel 3. Morfologi Abnormal Spermatozoa Setelah Perlakuan Bising Pengulangan Morfologi Abnormal Spermatozoa (%) Kelompok Perlakuan Bising I (65 db) II (85 db) III (05 db) Jumlah Rerata 33,33 7,33 74,50 85, Tabel menyajikan rata-rata jumlah spermatozoa berbeda antara kelompok kontrol dan perlakuan. Ada kecenderungan penurunan rata-rata jumlah spermatozoa mulai dari kontrol dan perlakuan. Uji normalitas diperoleh nilai p>0,05 (terdistribusi normal), sehingga dapat dilanjutkan dengan uji parametrik ANOVA. Berdasarkan tabel diperoleh rata-rata persentase motil spermatozoa berbeda antara kontrol dengan beberapa perlakuan. Ada kecenderungan penurunan rata-rata persentase motil spermatozoa mulai dari kelompok kontrol dan perlakuan. Uji normalitas diperoleh nilai p>0,05 yang berarti data tersebut terdistribusi normal, dan dilanjutkan dengan uji parametrik ANOVA. Berdasarkan tabel 3 terlihat rata-rata morfologi abnormal spermatozoa berbeda antara kelompok kontrol dengan perlakuan. Ada kecenderungan peningkatan rata-rata morfologi 6

5 Pengaruh Kebisingan Terhadap Kuantitas dan Kualitas... (Erris, Irma Harahap) Tabel 4. Hasil Uji ANOVA terhadap Jumlah, Persentase Motil dan Morfologi Abnormal Spermatozoa Setelah Perlakuan Bising Kelompok I II III Rerata SD Kemaknaan Jumlah % Motil Morfologi Jumlah % Motil Morfologi Jumlah % Motil Morfologi 5,7 53,00 33,33 5,07 5,07 5,9 0,000 0,000 0,000 43,33 45,83 7,33,73,73 8,3 33,7 3,67 74,50 3,37 3,37 0,87,50 9,7 85,00 4,8 4,8 5,55 abnormal spermatozoa mulai dari kontrol dan perlakuan. Uji normalitas diperoleh nilai p>0,005 yang berarti data tersebut terdistribusi normal, sehingga dapat dilanjutkan uji parametrik ANOVA. Dari hasil uji ANOVA didapatkan ada perbedaan yang bermakna antara rata-rata jumlah, persentase motil dan morfologi abnormal spermatozoa antara kontrol dan perlakuan. Pembahasan Jumlah Spermatozoa Akibat Perlakuan Bising Jumlah spermatozoa yang dihasilkan tergantung pada proses spermatogenesis dalam tubulus seminiferus. Bila spermatogenesis berlangsung normal maka akan dihasilkan jumlah spermatozoa yang normal juga. Sebaliknya jika selama proses spermatogenesis terjadi gangguan, maka perkembangan sel spermatogonium terganggu dan akan mempengaruhi jumlah spermatozoa yang terbentuk. Hal ini sangat tergantung pada besarnya gangguan yang terjadi selama proses spermatogenesis. Penurunan jumlah spermatozoa setelah perlakuan bising diduga karena efek stres yang ditimbulkan oleh bising, sehingga mengaktivasi sistem endokrin pada poros hipotalamushipofisis-adrenal (HHA), akibatnya terjadi gangguan pengeluaran neurohormon CRH berupa penurunan jumlah sel spermatogonium. Hal tersebut terjadi akibat menurunnya sekresi LH, FSH dan testosteron. Kekurangan LH, FSH dan testosteron secara langsung akan menghambat proses proliferasi spermatogonium dan akhirnya akan mengganggu proses spermatogenesis. Spermatogenesis adalah merupakan suatu rangkaian proses yang meliputi proses proliferasi, diferensiasi dan pematangan sel-sel spermatogenik. Oleh karena itu apabila terjadi hambatan pada suatu tahap maka akan mempengaruhi perkembangan proses berikutnya. Adapun CRH dapat bekerja langsung pada neuron GnRH dengan cara menurunkan jumlah spermatozoa. 8 Jumlah spermatozoa yang dihasilkan oleh testis tidak cukup untuk mendiagnosa infertil atau tidaknya seseorang, begitu juga pada hewan coba tikus. Karena ada kalanya jumlah sperma yang normal tetapi bila memiliki morfologi dan motilitas yang tidak baik akan menyebabkan infertil. Sebaliknya dengan jumlah sperma yang sedikit tapi memiliki morfologi dan motilitas normal maka masih dapat dikatakan fertil. 9 Motilitas Spermatozoa (Persentase Motil) Akibat Perlakuan Bising Gerakan spermatozoa dipengaruhi oleh flagel yang bergerak longitudinal secara ritme diantara tubulus posterior dan anterior spermatozoa yang membentuk aksonema. 9 Spermatozoa yang normal pada manusia bergerak lurus dan dipengaruhi oleh suhu, dan ph. Suhu yang tinggi akan meningkatkan gerak sperma. Perbaikan integritas membran plasma dan peningkatan kadar energi intrasel meningkatkan gerakan spermatozoa. Banyak faktor yang mempengaruhi persentase motil, diantaranya adalah lama waktu di epididimis, morfologi, fisiologi, biokimia spermatozoa, flagella, aglutinasi, antibodi, kekentalan, ph, temperatur, cairan atau sekret dan imunologi. Gangguan pematangan spermarozoa di epididimis terjadi pada proses glikolisis sebagai sumber energi. Metabolisme oksidatif pada spermatozoa dengan substrat testosteron dapat menghasilkan energi untuk bergerak. Penurunan energi tersebut akan meneyebabkan gerak spermatozoa menjadi lambat atau tidak bergerak sama sekali. Perbaikan integritas membran plasma dan peningkatan kadar energi intrasel meningkatkan gerak spermatozoa. Bising termasuk salah satu stres fisik dan psikologis, sehingga ada hubungan antara stres psikologis dengan penurunan fungsi reproduksi 7

6 Media Litbangkes, Vol. 4 No. 3, September 04, 3-8 pria, salah satunya menyebabkan penurunan motilitas spermatozoa, dalam hal ini adalah persentase motil spermatozoa. Morfologi Abnormal Spermatozoa Akibat Perlakuan Bising Bentuk spermatozoa abnormal dapat meningkat, terjadi karena berbagai gangguan terutama dalam proses spermatogenesis, terutama pada tahap spermiogenesis. Gangguan ini bisa disebabkan oleh hormonal, radikal bebas dan bahan kimia. 4 Perubahan bentuk spermatozoa tersebut disebabkan karena penurunan testosteron. Secara fungsional epididimis tergantung pada testosteron dalam proses perubahan tersebut, sehingga jika kadar testosteron menurun akan menyebabkan terjadinya morfologi spermatozoa yang abnormal. Dalam epididimis spermatozoa mengalami serangkaian perubahan morfologi dan fungsional seperti ukuran, bentuk, ultrastruktur. 3 Kesimpulan Bising dengan intensitas 65 db, 85 db dan 05 db berpengaruh terhadap penurunan jumlah, motilitas dan morfologi spermatozoa tikus putih jantan dewasa (Rattus norvegicus). Semakin tinggi tingkat intensitas bising yang diberikan maka semakin menurun kuantitas dan kualitas spermatozoa. Saran Disarankan untuk dapat mengurangi dampak kebisingan ini pekerja dapat menggunakan pelindung telinga selama bekerja dan adanya penelitian lebih lanjut agar dilihat juga pengaruh kebisingan dengan melakukan pemeriksan histologi pada sel leydig, sel sertoli dan pemeriksaan kadar hormon testosteron. Daftar Pustaka. Clarke RN, Klock SC, Geoghegan A, Trabassos D. Relationship between psychological stress and semen quality among in-vitro fertilization patients. fertil steril p Matthew PH, Chantel MS, Renshan G, Christina R, Mc Kittrick, Kellie L, et al. Trens of reproductive hormones in male rats during psychosocial stress : role of glucocorticoid metabolism in behavioral dominance. biology of reproduction. 00. p Oedono TRM. Trauma bising kajian terhadap faktor resiko internal dengan pendengaran serta upaya pencegahan dengan cara pengobatan menggunakan kombinasi vitamin A dan E. Disertasi. UGM Dobson H, Ghuman S, Prabhakar S, Smith R. A conceptual model of the influence of stress on female reproductions p Selvage DJ, dan Rivier C. Importance of paraventrilar bucaleus of the hypothalamus as a competent neural pathway between the brain and the tastes that modulates testosteron secretion independently of the pituitary. Journal of Endocrinology. 003; Gehlot A, Godhwani S, Aseri ML, Jain P, Vyas MCR. Sound stress induce changes and their modification by drugs in albino rats; and experimental study. Indian Journal of Pharmacology. 997: Paola L, Frenzilli G, Gesi M, Ferruci M, Lazzeri G, Nigro FFM. DNA damage associated with ultrastructural alterations in rat myocardium after loud noise exposure: Environment health perspective p Manci KM, Gladwin DN, Villella R, Cavendish MG. Effect of aircraft noise and sonic booms on domestic animals and wildlife : A Literature Synthesis, U.S Fish and Wildlife Service, National Ecology Research Center, Fort Collins, USA Hanafiah. Rancangan percobaan teori dan aplikasi. Palembang: Fakultas Pertanian Universitas Sriwijaya Chrousos GP. Stressors, stress, and neuroendocrine integration of the adaptive response: The 997 Hans Selye Memorial Lecture. Annalis of the New York Academy of Science. 998: Guyton AC and Hall. Textbook of medical physiology. Philadelphia Pennsylvania: WB Saunders Company. 9 th edition Rangari K. A study on testosteron dependent molecular and biomedicine, national institute og health and family welfare. New Delhi, India Hafez E. Reproduction in Farm Animal. Philadelphia: Lea & Febiger.000. p Wildan Y. Reproduksi dan embriologi. Bandung: Tarsito